1、考点考点1 1 部分电路的基本概念和规律部分电路的基本概念和规律 1.(2020课标,17,6分)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压 UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确 的是( ) 答案答案 A 根据图(b)知,在23 s时间内,电容器两端的电压恒定不变,电路中电流为零,故电阻两端 电压为零,故D项错误;在12 s时间内,电容器两端的电压均匀增大,电容器处于充电过程,在35 s时 间内,电容器两端的电压均匀减小,电容器处于放电过程,两个过程通过电阻R的电流方向相反,则 这两段时间内电阻两端的电压
2、值必定一正一负,故B项错误;由于充电时间比放电时间短,因此充电 电流I充比放电电流I放大,则充电时电阻两端电压值大于放电时电阻两端的电压值,故A项正确,C项 错误。 2.(2020山东,2,3分)氚核H发生衰变成为氦核He。假设含氚材料中H发生衰变产生的电子可 以全部定向移动,在3.2104 s 时间内形成的平均电流为5.010-8 A。已知电子电荷量为1.610-19 C, 在这段时间内发生衰变的氚核H的个数为( ) A.5.01014 B.1.01016 C.2.01016 D.1.01018 3 1 3 2 3 1 3 1 答案答案 B 设在这段时间内,电子的个数为n,由电流的定义,有I
3、=,即n=1.01016;由衰变规律 可知该核反应方程为HHee,即产生一个电子e)需要发生衰变的氚核H的个数也为一个, 故在这段时间内需要发生衰变的氚核H个数为1.01016,故B正确。 ne t It e 3 1 3 2 0 -1 0 -1 ( 3 1 3 1 3.(2019浙江4月选考,8,3分)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1, 两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2。则( ) A.I1 C.= D.I2R2,U1=I1R 1,则,选项B、C错误,D正确。故选D。 1 2 U U 1 2 R R 4.(2
4、017上海单科,9,4分)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图 所示。其中阻值最接近的两个电阻是( ) A.a和b B.b和d C.a和c D.c和d 答案答案 A 本题考查U-I图像的意义。根据R=知,定值电阻的U-I图线的斜率表示定值电阻的阻 值。在U-I图中分别连接O与4个点,根据它们的倾斜度可知,a和b的阻值最接近,故选A。 U I 5.(2016浙江10月选考,9,3分)一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口。管中盐水柱长 为40 cm时测得电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管 中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐
5、水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻变为( ) A.R B.R C.R D.R 4 5 5 4 16 25 25 16 答案答案 D 本题考查对电阻定律的理解。由于盐水柱总体积不变,设l=40 cm长时的横截面积为S, 则长度变为l=50 cm后,横截面积S=S,根据电阻定律得R=,R=,两式联立得R=R,选项D 正确。 4 5 l S 4 5 l S 25 16 6.(2016浙江10月选考,11,3分)如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V。 机器人的锂电池容量为20 A h。则机器人( ) A.额定工作电流为20 A B.充满电后最长工作时间为2 h C
6、.电池充满电后总电荷量为7.2104 C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 答案答案 C 根据P=UI可知,额定电流应该为2 A,选项A错。电池的容量为20 A h,即以额定电流2 A 工作时,能够工作的最长时间为10 h,选项B错误。电池充满电后的总电荷量为Q=It=203 600 C= 7.2104 C,选项C正确。以额定电流工作时,机器人的功率为48 W,即每秒消耗能量48 J,选项D错误。 以下为教师用书专用 1.(2018浙江11月选考,1,3分)下列物理量属于标量的是( ) A.速度 B.加速度 C.电流 D.电场强度 答案答案 C 加速度、速度、电场强度既有大小又有方向
7、,为矢量,虽然电流有方向,但相加不遵循三 角形法则(或平行四边形定则),所以为标量,C正确。 2.(2018浙江4月选考,5,3分)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯。已知高压钠灯功率 为400 W,LED灯功率为180 W,若更换4 000盏,则一个月可节约的电能约为( ) A.9103 kW h B.3105 kW h C.6105 kW h D.11012 kW h 答案答案 B 更换后每盏灯的电功率减小0.22 kW,每天亮灯时间大约12 h,因此4 000盏灯一个月节 约的电能W=0.224 0001230 kW h3105 kW h,选B。 3.(2017浙江11月选考,
8、12,3分)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示,则这 些电器一天消耗的电能约为( ) A.6.1103 W B.6.1103 J C.2.2104 W D.2.2107 J 电器 消耗功率/W 工作时间/h 电茶壶 2 000 1 空调 1 200 3 电视机 100 2 节能灯 16 4 路由器 9 24 答案答案 D 每天消耗的电能为W=2 kW1 h+1.2 kW3 h+0.1 kW2 h+0.016 kW4 h+0.009 kW24 h=6.08 kW h2.2107 J,故D正确。 4.(2016北京理综,19,6分)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻
9、,他们提出的实 验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是 ( ) A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B.一个伏特表和多个定值电阻 C.一个安培表和一个电阻箱 D.两个安培表和一个滑动变阻器 答案答案 D 根据U=E-Ir,要测出E和r,就要同时测出U和I,A、B、C三个选项都能满足要求;D选项只 能测出电流I,不能测出电压U,所以选D。 考点考点2 2 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 1.(2020江苏单科,6,4分)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽 车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时( ) A.车灯的
10、电流变小 B.路端电压变小 C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大 答案答案 ABD 开关S闭合后外电路增加了一个并联支路,则通过电源的总电流增大,由U=E-Ir可知 路端电压减小,再由I灯=可知通过车灯的电流减小,由P=IE可知电源的总功率增大,故A、B、D 项正确,C项错误。 U R灯 2.(2019江苏单科,3,3分)如图所示的电路中,电阻R=2 。断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电 压表的读数为2 V,则电源的内阻r为( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案答案 A 若断开S,则电压表的示数等于电源电动势E,则E=3 V。若闭合S,据串联电路电压分配 关系可得=,且U
11、=2 V,R=2 ,得出r=1 ,故选项A正确。 U E R Rr 关键提示关键提示 电压表测路端电压,当外电路电阻R外无穷大,此时可以认为电压表的读数就等于电源 的电动势。 3.(2016江苏单科,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 ,四个电阻的阻值 已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有( ) A.路端电压为10 V B.电源的总功率为10 W C.a、b间电压的大小为5 V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A 答案答案 AC 利用桥式全电路的分析,考查了科学思维中科学推理素养。考查了理解能力、推理 论证能力。外电路的总电阻R=10 ,由闭合
12、电路欧姆定律可得电路中的总电流I=1 A,因此 路端电压U=E-Ir=12 V-12 V=10 V,A选项正确;电源的总功率P=EI=12 W,B选项错误;由图(a)可知 Uab=UaO-UbO=-150.5 V+50.5 V=-5 V,故选项C正确;当a、b间用导线连接后,其等效电路如图(b)所 示,电路中的外电阻R=7.5 ,电路中总电流I= A1 A,D选项错误。 E Rr E Rr 12 9.5 4.(2018海南单科,10,5分)(多选)如图,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻rr时,R外减小,电源输出功率变大,故C正确。 ()(-) xx RRRR R RRR 滑 滑
13、 2 R滑 E R总 2 1 I 3 3 RRcb cb UU RR 2 3 I 2 2 I 5.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合开关,电压表示数为U, 电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中( ) A.U先变大后变小 B.I先变小后变大 C.U与I比值先变大后变小 D.U变化量与I变化量比值等于R3 答案答案 BC 据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,变 阻器R1的等效阻值R1先增大后减小,又R1、R2两端总电压不变,且R2+R1=,所以电流表示数先减小 后增大,故选项B、C正确;
14、由于电压表示数没有变化,故选项D错误。 U I 6.(2016课标,17,6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电 路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为 Q2。Q1与Q2的比值为( ) A. B. C. D. 2 5 1 2 3 5 2 3 答案答案 C 通过对全电路在开关闭合与断开时不同特征的分析,考查了科学思维中科学推理素 养。当开关S断开时等效电路如图1所示,电容器C两端的电压U=E,所带的电荷量Q1=CU=CE; 当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U=E,所带的电荷量Q2=CE。
15、所以 =,C项正确。 1 5 1 5 1 3 1 3 1 2 Q Q 3 5 温馨提示温馨提示 化简电路时会熟练应用等电势法,才能又准又快地画出等效电路。电池内阻可忽 略,说明路端电压与电池电动势相等。画出S断开及S闭合时的等效电路。 7.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变 阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。 (1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图 像与两坐标轴交点的物理意义。 (2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表
16、示此时电源的输出功 率; b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 (3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电 势降落之和。 答案答案 见解析 解析解析 (1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值 为短路电流。 (2)a.如图所示。 b.电源输出的电功率P=I2R=R= 当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为 Pmax= 2 E Rr 2 2 2 E r Rr R 2 4 E r (3)电动势定义式E= 根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生
17、的 电热,即 W q W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq 得E=Ir+IR=U内+U外 1.(2018江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80 V时,闪光灯瞬 间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪 光灯就周期性地发光。该电路( ) A.充电时,通过R的电流不变 B.若R增大,则充电时间变长 C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D.若E减小为85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 以下为教师用书专用 答案答案 BCD 本题考查含容电路和电容器的充电与放电。因电容器属于非线性元件,电容器
18、在充 电过程中,充电电流是非线性减小的,故A错。若R增大,充电电流减小,充电时间变长,故B正确。由 Q=CU且U=80 V为定值可见,C增大时Q增大,闪光灯闪光一次通过的电荷量增大,故C正确。闪光 灯闪光一次通过闪光灯的电荷量与电源电动势无关,故D正确。 难点突破难点突破 含容电路中电容器充电和放电电流是非线性变化的,回路中电阻越大,充、放电的速度 越缓慢。 A A组组 考点基础题组考点基础题组 考点考点1 1 部分电路的基本概念和规律部分电路的基本概念和规律 1.(2020河南郑州二测,6)(多选)如图所示为电磁抽水泵模型,泵体是一个长方体,ab边长为L1,左右两 侧面是边长为L2的正方形,
19、在泵体内加入导电剂后,液体的电阻率为,泵体所在处有方向垂直纸面 向外的匀强磁场B。工作时,泵体的上下两表面接在电压为U的电源(内阻不计)上。若电磁抽水泵 和水面高度差为h,理想电流表示数为I,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g。在电 磁抽水泵正常工作过程中,下列说法正确的是( ) A.泵体上表面应接电源正极 B.电磁抽水泵不加导电剂也能抽取纯水 C.电源提供总的功率为 2 1 I L D.若t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开电磁抽 水泵时的动能为UIt-mgh-t 2 1 I L 答案答案 AD 当泵体上表面接电源的正极时,电流从上向下流过泵体,这时受到的磁场力水平向左, 拉动
20、液体,故A正确; 电磁抽水泵不加导电剂,不能抽取不导电的纯水,故B错误; 根据电阻定律,泵体内的电阻 R= 那么液体消耗的热功率为P= 而电源提供的电功率为UI,故C错误; 若t时间内抽取水的质量为m,根据能量守恒定律,则这部分水离开泵时的动能为 Ek=UIt-mgh-t 故D正确。 L S 2 12 L L L 1 L 2 1 I L 2 1 I L 审题指导审题指导 纯水中的自由电荷很少,不导电。 2.(2020河南洛阳第一次统考,6)2019年11月4日美国正式启动退出巴黎气候变化协定的程 序。巴黎协定是人类历史上应对全球温室效应带来的气候变化的第三个里程碑式的国际法 律文本。为了减少二
21、氧化碳的排放,我国一直在大力发展新能源汽车。已知某型号的电动汽车主 要技术参数如表: 根据电动汽车行业国家标准(GB/T18386-2017)。电机的最大功率为电机输出的最大机械功率;电 池容量为电池充满电时储存的最大电能。根据表中数据,可知( ) 车型尺寸长宽高(mm) 4 8701 9501 725 最高时速(km/h) 120 电机型式 交流永磁同步电机 电机最大电功率(kW) 180 工况法纯电续驶里程(km) 500 等速法纯电续驶里程(km) 600 电池容量(kW h) 82.8 快充时间(h) 1.4 050 km/h加速时间(s) 2 0100 km/h加速时间(s) 4.6
22、 A.0100 km/h的加速过程中电动汽车行驶的路程一定大于64 m B.电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时,车受到的阻力大小为5 000 N C.该车在050 km/h的加速过程中平均加速度为25 m/s2 D.用输出电压为220 V的充电桩给电池快速充电时,充电电流一定小于260 A 答案答案 A 本题以新能源汽车为情景,考查功率,体现能量观念要素,符合“四翼”考查要求的综合 性与应用性。 100 km/h= m/s= m/s;0100 km/h的加速时间为4.6 s,假设电动汽车做匀加速直线运动,该过 程中电动汽车行驶的路程s=t64 m 实际上电动汽车做加速度减小的加速运动,故路
23、程一定大于64 m,故A正确; P=180 kW=180 000 W,vm=120 km/h,电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时,牵引力等于阻力 f=F=5 400 N 故车受到的阻力大小为5 400 N,故B错误; 50 km/h= m/s,该车在050 km/h的加速过程中,用时2 s,平均加速度a=6.9 m/s2 故C错误; 电池容量为82.8 kW h,快充时间为1.4 h,用输出电压为220 V的充电桩给电池快速充电时,充电电流 I= A269 A 故D错误。 100 3.6 250 9 2 v m P v 125 9 v t E Ut 3 82.8 10 220 1.4 解题
24、关键解题关键 电池容量E=UIt。 3.(2019吉林五地六校联考,7)如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中=45,关于两电阻的描 述正确的是 ( ) A.电阻a的阻值随电流的增大而增大 B.因I-U图线的斜率表示电阻的倒数,故电阻b的阻值R=1.0 C.在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值 D.在电阻b两端加2 V电压时,流过电阻的电流是4 A 1 tan 答案答案 C I-U图像上某一点与原点O的连线的斜率的倒数表示该电压下的电阻,电阻a的图线对 应的连线的斜率逐渐增加,故a的电阻随电流的增加而减小,故A错误;对电阻b的图线,斜率的倒数 表示电阻值,Rb=2 ,Rb=1.0
25、,故B错误。根据R=可知,两图线的交点处,电阻a的阻 值等于电阻b的阻值,故C正确。由图像可知,在电阻b两端加2 V电压时,流过电阻的电流为1 A,故D 错误。 U I 1 tan U I 易错分析易错分析 电阻的I-U图线的斜率的倒数不一定等于该电压下的电阻。 4.(2018四川乐山三诊)(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其 自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( ) A.电动机的输入功率为576 W B.电动机的内电阻为4 C.该车获得的牵引力为104 N D.该车受到的阻力为63 N 自重 40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg
26、 额定电流 12 A 最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 350 W 答案答案 AD 本题以电动自行车为情景,考查电功率,通过对电动机输入、输出功率的分析,考查学 生的理解能力,体现物理观念中的能量观念要素。电动机的输入功率P入=UI=4812 W=576 W,因 此A正确;电动机正常工作时为非纯电阻电路,不能用欧姆定律求内电阻,即内电阻r= =4 ,因此B错误;电动自行车速度最大时,牵引力F与阻力Ff大小相等,由P出=Ffvmax得Ff= N=63 N,因此C错误、D正确。 U I 48 12 max P v 出 350 20 3.6 解题关键解题关键 对于电动机来说,不是纯电阻元件
27、,功率的不同计算公式代表的含义是不同的,P=UI计 算的是消耗的总功率,P=I2r计算的是电动机的发热功率。当速度最大时牵引力和阻力大小相等。 5.(2020河南郑州五校联考,11)一台“6 V 15 W”的直流电动机的电枢电阻为0.5 ,接在电动势E =6 V、内阻r=0.5 的电源上工作时,测得电动机两端电压是5 V。求: (1)电源的总功率; (2)电源的输出功率; (3)电动机的发热功率; (4)电动机的输出功率。 答案答案 (1)12 W (2)10 W (3)2 W (4)8 W 解析解析 本题考查电功率,体现了能量观念要素,是对学生理解能力的考查。 (1)电路中的电流I= A=2
28、 A。 电源的总功率P总=EI=62 W=12 W。 (2)电源的输出功率P出=UI=52 W=10 W。 (3)电动机的发热功率P热=I2R=2 W。 (4)电动机的输出功率P出=UI-P热=(10-2)W=8 W。 -E U r 6-5 0.5 考点考点2 2 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 6.(2020四川攀枝花第二次统考,4)如图所示的电路,电源电动势为E,内阻为r。闭合开关S,当滑动变 阻器R的滑片向左移动一段距离,电流表A1示数增加了I1,电流表A2示数减少了I2,电压表V1示数 减少了U1,电压表V2示数增加了U2。下列关于I1与I2、U1与U2大小关系的说法中正确的是 (
29、) A.I1I2,U1U2 B.I1I2,U1I2,U1U2 D.I1U2 答案答案 B 闭合开关后,根据电压关系有E=U1+U2+U内。向左移动滑片后,电路电阻变大,总电流减 小,则电源的内电压也减小,V1示数减小,V2示数增大,则有 E=U1-U1+U2+U2+U内-U内 则U2=U1+U内 所以U1U2 电路中的电流关系为I=I1+I2,向左移动滑片,电路中的总电阻增大,所以总电流减小,I1变大,I2减小,则 I-I=I1+I1+I2-I2 即I2=I1+I 由此可得I1|U2| B.|U1|=|U2| C.U10,U20,U1|U2|,故A对,B错; 当R1的滑动触头P从左向右移动时,
30、回路中电阻减小,电流增大,所以电压表V2示数增大,由于路端电 压减小,所以电压表V1示数变小,则知U20,U10,故C错,D对。故选A、D。 13 23 - ()UE I rR UIR 13 23 () UI rR UIR 温馨提示温馨提示 U1=I(r+R3)。 3.(2018辽宁沈阳一检,3)如图所示的电路中,两个电压表的内阻均为3 k,定值电阻R1的阻值为12 k ,电压表V1示数为2 V,V2示数为3 V,则定值电阻R2的阻值为( ) A.10 k B.20 k C.30 k D.60 k 答案答案 C 本题考查串并联电路特点、欧姆定律,属于“四翼”考查要求的基础性。设通过V1的 电流
31、为I1,通过V2的电流为I2,由串并联电路关系; I1(RV+R1)=(I2-I1)R2 I1= I2= 联立得R2=30 k,故选C。 V 2V R V 3V R 4.(2018陕西一检,19)(多选)如图所示,电路中电源电动势E恒定,内阻r=2 ,定值电阻R3=4 。ab段 电路消耗的电功率在开关S断开与闭合时相等,电压表和电流表均为理想电表,则以下说法中正确 的是( ) A.开关S断开时电压表的示数一定大于S闭合时的示数 B.电阻R1、R2可能分别为4 、6 C.电阻R1、R2可能分别为3 、9 D.开关S断开与闭合时,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量大小之比与R1、R2无关 答案
32、答案 ACD 由题知,开关S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则有(R1+ R2)=R1,将R1=3 、R2=9 代入方程成立,将R1=4 、R2=6 代入方程不成立,故C正 确、B错误。开关S断开时电压表的示数一定大于S闭合时的示数,故A正确。根据闭合电路欧姆 定律得U=E-(R3+r)I,则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为=R3+r=6 ,与R1、R2无关,故D正确。 2 123 E RRRr 2 13 E RRr U I 解题指导解题指导 当S闭合时R2被短路,根据开关S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,列出方程, 将电阻R1、R2阻值代入,选择使方程
33、成立的阻值;根据外电路总电阻的变化,分析电压表示数的大小 关系;根据闭合电路欧姆定律求解开关S断开与闭合时电压表的示数变化量大小与电流表的示数 变化量大小之比。 二、非选择题(共14分) 5.(2020河南六市一联,10)(8分)某实验小组利用如下器材设计电路,先测量未知电阻阻值,再测量电 源的电动势及内阻。实验电路图如甲图所示,实验室提供的器材有: 电源E(电动势约为4.5 V,内阻为r) 电流表A1(量程015 mA,内阻为r1=10 ) 电流表A2(量程0100 mA,内阻为r2=1.5 ) 定值电阻R1(阻值R1=90 ) 定值电阻R2(阻值R2=190 ) 滑动变阻器R3(阻值范围0
34、30 ) 电阻箱R4(阻值范围099.99 ) 待测电阻Rx(电阻约55 ) 开关S,导线若干 (1)图甲中电阻A应选 ,电阻B应选 (填符号); (2)实验小组通过处理实验数据,作出了两电流表示数之间的关系,如图乙所示,则待测电阻Rx的阻 值为 ; (3)测电源电动势和内阻时,某实验小组通过处理实验数据,作出了电阻B阻值R与电流表A2示数倒 数之间的关系,如图丙所示,则待测电源的电动势为 ,内阻为 (结果保留两位有 2 1 I 答案答案 (1)R2 R4 (2)50 (3)4.2 V 0.50 解析解析 本题通过测电阻、测电源电动势与内阻的实验,体现证据要素,考查了学生的分析综合能力。 (1
35、)因待测电源的电动势约为4.5 V,若电流表A1与电阻R2串联,相当于量程为U=Ig1(r1+R2)=3 V的电 压表,可知图甲中电阻A应选R2;电阻B应选阻值能改变且能够读数的电阻箱R4。 (2)由图可知,当I1=12 mA时I2=60 mA,可得 Rx= =50 (3)由电路图可知,电流表A1、电阻A以及Rx三部分的等效电阻为R=40 ,由闭合电路欧姆定律得 E=I2(R+R+r2+r) 即R=E-(R+r2+r) 由图像可知 E=k= V=4.2 V R+r2+r=42 解得r=0.5 112 21 () - I rR I I 12 (10 190) 60-12 2 1 I 84 30-
36、10 解题方法解题方法 对于实验中的图像,注意以下两点:(1)实验数据的特殊值代入,(2)图像斜率与截距的意义。 6.(2020陕西汉中二测,10)(6分)如图为简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5 是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 A,内阻为480 。虚线方框内为换挡开关,A 端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流 1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆100 挡。 (1)图中的A端与 (填“红”或“黑”)色表笔相连接; (2)根据题给条件可得R1= ,R2= ,R4= ,R5= 。 答案答案
37、 (1)黑 (2)64 96 880 4 000 解析解析 (1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,这样才能保证电流“红进黑出”,所 以A端应接黑色表笔; (2)与表头串联是电压表,与表头并联是电流表。当开关拨向1,此时电表为量程为2.5 mA电流表,电 路图如图 此时有R1(I2-Ig)=(Rg+R2)Ig 当开关拨向2,此时电表为量程为1 mA电流表,电路图如图 此时有(R1+R2)(I1-Ig)=RgIg,R总= 可解得R1=64 ,R2=96 ,R总=120 当开关拨向4,此时电表为量程为1 V的电压表,此时有 R4= 当开关拨向5,此时电表为量程为5 V的电压表,此时有
38、R4+R5= 解得R4=880 ,R5=4 000 。 12g 12g ()RR R RRR 11 1 -U I R I 总 21 1 -U I R I 总 知识延伸知识延伸 所有电表的“+”表达的含义是电流从这里进入电表,所以对有内置电源的欧姆表来 说“+”应当与内置电源的负极相连。 1.扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为某款 扫地机器人,已知其电池是容量为3 000 mA h的锂电池,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W,则 下列说法正确的是( ) A.题中“mA h”是能量的单位 B.扫地机器人正常工作时的电流是2 A C.扫地机器人充
39、满电后可以工作的时间约为2 h D.扫地机器人储存的电能大约是2 000 J 答案答案 B 题中“mA h”是电荷量的单位,故A错误;扫地机器人正常工作时的电流I=2 A,故B 正确;扫地机器人充满电后可以工作的时间t=1.5 h,故C错误。扫地机器人额定功 率30 W,根据E=W=Pt=162 000 J,故D项错误。 P U q I 3 000mA h 2A 2.(多选)如图所示:由电源、开关、双偏电流表、定值电阻(R1、R2、R3)和滑动变阻器组成的电 路。已知双偏电流表有电流经过时指针偏向电流流入端,且a端接正接线柱,b端接负接线柱。滑动 变阻器滑动触头开始时位于中间位置。连好电路后闭
40、合开关,发现电流表指针偏向正接线柱,则滑 动变阻器触头向哪端滑动可使电流表指针归零?若电流表指针归零后,过一段时间发现电流表指 针又向负接线柱偏转,说明滑动变阻器发生了什么故障?以上两问分别为( ) A.滑向c端 B.滑向d端 C.短路 D.断路 答案答案 BD 电流表指针偏向正接线柱,说明电流由a端流向b端,说明a端电势高于b端电势。应将 滑动变阻器R的电阻调大一些,向d端滑动,故A项错误,B项正确。当电流表指针归零后,过一段时间 发现电流表指针偏向负接线柱,则说明R的阻值变大,说明R发生了断路,故C项错误,D项正确。 解题关键解题关键 电桥电路电流表示数为零的条件为=。 1 R R 2 3
41、 R R 命题思路命题思路 近几年高考中对电桥电路有所涉及,而且通过电桥电路能很好地考查物理的学科核心 素养,包括物理建模能力、分析推理能力等。 3.(多选)如图电路,电表均为理想电表,当滑动变阻器R4的滑片向下移动时,下列说法正确的是( ) A.电压表示数增大 B.电流表示数变小 C.电阻R2的功率增大 D.电阻R3的功率增大 答案答案 BC 电路可简化为如图所示,当R4连入电路的阻值变小时,根据“串反并同”可知,电压表 示数变小,电流表示数变小,R3功率变小,R2功率变大,故选B、C。 思路点拨思路点拨 解决该类问题的第一步为电路简化;第二步根据题设找到变化电阻(增大或减小);第三 步根据
42、部分电路变化全局考虑电阻变化,分析干路电流变化、路端电压变化,再逐一分析各用电器 电流、电压、功率变化。 4.金属导体两端加上恒定电压,瞬间在导体中形成匀强电场,电场力使自由电子加速,电子在运动中 与金属正离子频繁碰撞,这种碰撞使电子不会一直加速,为研究自由电子定向运动平均速率,某同 学使用如下材料:一根长为L、横截面积为S的圆柱形金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自 由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e,在棒两端加上恒定的电压U时,自由电子定向运动的平 均速率可表示为( ) A. B. C. D. Ue nSLm 2Ue m U neL US neL 答案答案 C 根据欧姆定律I=,
43、电阻定律R=,电流微观表达式I=neSv,所以v=,C正确。 U R L S U neL 5.如图甲为某热敏电阻阻值随温度变化的图像,其中温度在-30 100 之间变化。某同学用该 热敏电阻RT制作测温装置。为实现测温,他根据伏安法测量热敏电阻阻值,然后根据图像读出温 度。为测量北京冬季室外温度,可供使用的器材有:电压表V1(量程为03 V,内阻约为5 k);电压表 V2(量程为05 V,内阻约为10 k);电流表A1(量程为010 mA,内阻约为100 );电流表A2(量程为0 200 A,内阻约为1 000 );电源(电动势为3 V,内阻不计);滑动变阻器R(最大阻值为20 );开关S;导
44、 线若干。 甲 (1)综合以上信息,请你帮助该实验小组设计出科学合理的测量热敏电阻阻值的电路图,其中电压 表应选用 (填“V1”或“V2”),电流表应选用 (填“A1”或“A2”),将测量电路图 画在方框内。 乙 (2)根据热敏电阻的阻值随温度变化的特点,可以制成测温仪表,某同学设计了如图乙所示电路,电 路元件有电源(电动势为3 V,内阻不计)、毫安表(量程01.5 mA、内阻不计)、滑动变阻器(R1最大 阻值2 k、R2最大阻值500 )、开关、导线。实验中选用的滑动变阻器为 (填“R1”或“R2”), 使用时先使A、B直接接在一起,调整滑动变阻器,使毫安表达到满偏,在毫安表此位置标注温 度
45、约为 ,此后滑动变阻器阻值不改变。接入热敏电阻,不同温度对应表盘温度,则越靠 近刻度盘右端表示的温度越 (填“高”或“低”)。毫安表示数为0.15 mA处温度约为 。 答案答案 (1)V1 A2 电路如图所示 (2)R1 100(90105均正确) 高 -4 解析解析 (1)冬季北京室外温度约零下10摄氏度,热敏电阻阻值约24 k,是大电阻,电源电动势确定, 则最大电流I=125 A,电压表选择V1,电流表选择A2,并采用电流表内接法测电阻,电路图 如答案图所示。 (2)毫安表需要达到满偏,所以回路电阻R=2 000 ,所以滑动变阻器选择R1;当A、B接在 一起,相当于热敏电阻阻值为零,此时温度约为100 ;根据闭合电路欧姆定律I=,电流小RT 大,说明温度低,所以电流大说明温度高。根据前面公式,当I=0.15 mA时,RT=18 k,根据图像,温度 约为-4 。 4 3V 2.4 10 -3 3V 1.5 10 A T E RR 滑 思路点拨思路点拨 高考试题逐步从解题向解决问题转变,学生也应该调动自己所学知识分析问题。北京 冬季温度应该在零下,根据这个条件和图像判断出该电阻的大致范围,进而选择器材和测量电路。 结合闭合电路欧姆定律或套用欧姆表原理可轻松解决后续问题。
